Liberação de drogas antimicrobianas com beta ciclodextrina aniônica e a inclusão deste complexo em revestimentos camada por camada para dispositivos de implantes percutâneos

Revestimentos antimicrobianos para dispositivos de materiais de implantes dentários são considerados um desafio necessário para o tratamento da peri-implantite. Em particular, as superfícies antimicrobianas podem perturbar o início da formação de biofilme, evitar a progressão da infecção e, consequentemente, a subsequente perda posterior do implante. Neste projeto propomos aprofundar e melhorar o sistema de incorporação e liberação de tetraciclina (TC) das multicamadas ([PAA/PLL]10) desenvolvendo um complexo com uma molécula anfifílica chamada beta ciclodextrina aniônica (β-CDs aniônica). Para confirmar a incorporação de TC em β-CD, foram realizadas espectroscopia no infravermelho por transformada de Fourier (FTIR) e análises de potencial zeta. A quantidade de TC/β-CD aniônico liberada do sistema multicamada foi mantida ao longo de 15 dias na concentração mínima necessária para combater uma espécie de bactéria Gram-positiva. Embora valores abaixo do MIC, a concentração foi sustentada ao longo de 30 dias. As imagens qualitativas confirmaram a retenção de TC dentro da camada por camada (LbL) ao longo de 30 dias de incubação. A atividade antibacteriana de TC/β-CD aniônico liberado da LbL foi efetiva contra Staphylococcus aureus. Notavelmente, o efeito antibacteriano de [PAA/PLL]10/TC/β-CD aniônico foi mantido mesmo após 30 dias de incubação. O efeito não citotóxico do sistema multicamada foi confirmado pelo crescimento normal de fibroblastos gengivais humanos (FGH). Espera-se que esta nova abordagem e o conceito químico para melhorar a incorporação de drogas no sistema multicamadas abra possibilidades para tornar o sistema de liberação de drogas mais aplicável a dispositivos percutâneos implantáveis.

Abstract (english)

Antimicrobial coatings for devices from dental implant materials are considered a necessary challenge for the treatment of peri-implantitis. In particular, antimicrobial surfaces can disrupt the initiation of biofilm formation, prevent the progression of infection and, consequently, subsequent subsequent loss of the implant. In this project we propose to deepen and improve the system of incorporation and release of tetracycline (TC) from multilayers ([PAA/PLL]10) developing a complex with an amphiphilic molecule called anionic beta cyclodextrin (anionic β-CDs). To confirm the incorporation of TC into β-CD, Fourier transform infrared spectroscopy (FTIR) and zeta potential analysis were performed. The amount of anionic TC/β-CD released from the multilayer system was maintained over 15 days at the minimum concentration necessary to combat a species of Gram-positive bacteria. Although values below the MIC, the concentration was sustained over 30 days. The qualitative images confirmed TC retention within layer by layer (LbL) over 30 days of incubation. The antibacterial activity of anionic TC/β-CD released from LbL was effective against Staphylococcus aureus. Notably, the antibacterial effect of anionic [PAA/PLL]10/TC/β-CD was maintained even after 30 days of incubation. The non-cytotoxic effect of the multilayer system was confirmed by the normal growth of human gingival fibroblasts (FGH). It is expected that this new approach and chemical concept to improve drug incorporation in the multilayer system open possibilities to make the drug delivery system more applicable to implantable percutaneous devices.